• 자원환경지질
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• 제45권5호
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• pp.525-533
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• 2012

겨울철동안 쌓여 봄에 놓은 눈 녹은 물(snowmelt), 즉 융설의 유출은 북반구 및 산간지역에서 매우 중요한 것으로 여겨지고 있다. 이러한 지역에서 융설로 인한 유동 및 이온의 이동에 대한 이해는 매우 중요하며 전세계적으로 꾸준하게 연구되고 있다. Lee et al. (2008a)와 Lee et al. (2008b)연구에서는 대기로부터 수송된 이온 및 오염원이 융설에 의해 눈속을 이동하는 것을 모사하기 위한 Mobile-Immobile water Model (MIM)을 개발하였다. 이 연구에 사용된 모델을 검증하기 위해서 물질수지계산(mass balance calculation) 및 해석해(analytical solution)를 이용한 모델결과와의 비교를 수행하였다. 일정시간동안 눈 속에서의 물질의 질량변화는 눈 표면에서 들어온 물질과 눈 기저부에서 빠져나간 물질의 질량 차이와 같아야한다는 사실을 이용하여 물질수지를 계산하였다. 파면(wave front)의 이동속도 및 기존문헌에서 알려진 해석 해를 이용하여 모델결과와의 비교도 시도하였다. 모델의 물질수지계산결과 질량 차이가 거의 발생하지 않았으며 모델결과와 해석해와의 비교 역시 두 결과가 거의 일치하였다.

• 지질공학
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• 제15권3호
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• pp.245-255
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• 2005

균일한 지하수 유속을 가진 불균질한 등방성 대수층 내에서 정류상태로 흐르는 지하수의 흐름과 함께 이동해가는 비반응성 오염물질에 대한 삼차원 몬테카를로 시뮬레이션이 시행되었다. 로그-정규적으로 분포되어 있는 수리 전도도 K(x)가 임의 장으로 설정되었으며 시뮬레이션 동안에 발생 할 수 있는 불확실성을 감소하기 위해 여러 가지 방법들이 시도되었다. 3,200개 오염 운들에 대한 이차공간적률의 집합적평균 $$lt;S_{ij}'(t',l')$gt;$, 그리고 오염 운중심분산 $$lt;R_{ij}'(t',l')$gt;$이 각기 다른세가지 불균질도 $\omega^2_y1.0,$ 2.5 및 5.0에 대해서 시뮬레이션 되었으며 또한 각기 다른 크기의 평균속도에 수직방향인 선형초기오염원( l=1.5 및 10)에 대해서 입자추적이 행하여 졌다 시뮬레이션된 무차원 종적률들은 일차 근사법에 의한 비에르고딕 이론적 결과와 비교적 잘 일치 하나 시뮬레이션된 무차원 횡적률들은 일차근사법에 의한 이론적 결과들과 잘 일치하지 않으며 특히 불균질도가 큰 대수층에 대해서 그리고 초기 선형오염운의 크기가 작은 무차원 횡이차공간적률에 대해서 뚜렷하게 저평가 했다. 시뮬레이션된 집합적 평균이차적률은 에르고딕 상태에 도달하지 못했으며 일차근사법에 의한 에르고딕 용질 이동에 관한 횡이차공간적률은 시뮬레이션 결과를 저평가 했음을 보인다.

• 산업식품공학
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• 제23권1호
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• pp.7-15
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• 2019

연화 및 기능성 강화를 위한 함침기술 개발의 일환으로 돈육을 소금 용액에 함침시키는 공정에서 물과 용질의 이동에 미치는 함침 용액 농도의 영향과 Fickian model을 이용하여 이동 현상을 수식화하였고, 함침 후 시료의 전단력과 물성을 측정하였다. 소금 농도 6%를 기점으로 2.5%와 5%에서는 팽윤에 따른 수분의 이동으로 수화가 일어났으며, 10%에서는 수축이 동반되어 수화가 줄어들다가 결국 15%에서는 수분 이동 방향이 전환된 탈수가 확인되었다. 이러한 사실을 분석한 결과, 물질이동 방향은 11-14% 사이에서 전환되는 것으로 예측되었다. 즉, 5%에서 6시간 함침 후 수분함량은 12.68 g/100 g으로 가장 높았다. 용질의 이동은 함침액 농도와 함침 시간에 따라 증가하였다. 확산에 관한 Fick's의 제 2 법칙의 해석해를 이용하여 물과 용질에 대한 유효확산계수를 산출한 결과, 소금의 유효확산계수는 함침액 농도에 따라 증가하며 그 값은 2.43×10^-9에서 3.53×10^-9 m²/s 이었다. 반면 수분의 유효확산계수는 1.22×10^-9에서 1.88×10^-9 m²/s이었으나 농도에 따른 정확한 상관관계를 예측할 수 없었다. 즉, 확산모델은 용질의 이동에 대하여는 R²이 0.91 이상으로 잘 일치하지만 수분 이동에 관하여는 적합하지 못함을 알 수 있었다. 따라서 농도구배에 의한 구동력에 bulk flow의 원인이 되는 구동력을 포함하는 이론식이나 경험식의 연구가 필요하다고 사료된다. 함침 공정에 의해 대조군에 비하여 모든 농도에서 낮은 경도, 씹힘성 및 전단력 값을 나타내었고, 수분 보유가 가장 큰 5% 용액으로 함침 하였을 경우에 가장 낮은 값을 나타내어 함침 공정에 의한 연화 효과를 확인하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제23권1호
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• pp.8-14
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• 1990

토양수분함량(土壤水分含量)이 다른 조건(條件)에서 물이 이동(移動)할 때 동반(同伴)되는 용질(溶質)의 이동특성(移動特性)을 결정(決定)하는 지연계수(遲延係數)와 수리동적(水理動的) 분산계수(分散係數)를 수학적(數學的)으로 해석(解析)하고 일차원수평계(一次元水平系)의 사양토(砂壤土)에서 실험적(實驗的)으로 측정(測定)하였다. 용적밀도(容積密度)를 $1,350{\pm}50kg/m^3$인 사양토(砂壤土) 토양(土壤)에 수평(水平)으로 침투(浸透)되는 0.05% $CaSO_4$ 용액(溶液)의 수분전진(水分前進)을 Boltzman transform으로 나타내고 이를 표준(標準)으로 하였을 때 0.5% KCl, $CaCl_2$ 및 $KH_2PO_4$ 용액(溶液)의 용질전진(溶質前進)을 비농도(比濃度)로 표시(表示)하여 비교(比較)하였다. 용질농도(溶質濃度)의 분포(分布)와 수분분포(水分分布)로 부터 Laryea법(法)에 의하여 수리동적(水理動的) 분산계수(分散係數)를 계산(計算)하였다. 토양(土壤)-용액계(溶液系)에서 비반응성(比反應性) 용질(溶質)인 $Cl^-$의 전진(前進)은 물의 전진(前進)보다 늦었으며, 음(陰)ion 배제효과(排除效果)는 무시(無視)되었고 지연(遲延)은 초기수분함량(初期水分含量) ${\theta}_n$의 함수(函數)로 ${\theta}/({\theta}-{\theta}_n)$로 해석(解析)되었다. 토양입자(土壤粒子)에 의하여 흡착(吸着)이 일어나는 $K^+$, $Ca^{{+}{+}}$, $H_2PO^-_4$의 전진(前進)은 초기수분함량(初期水分含量)과 지연계수(遲延係數) R의 함수(函數)로 $\frac{1}{1+R}{\cdot}\frac{{\theta}}{{\theta}-{\theta}_n}$으로 해석(解析)되며 R치(値)는 $Cl^-$를 1.0으로 보았을 때 $K^+$는 0.64, 0.80 및 2.6이었다. Langmuir 등온흡착식(等溫吸着式)을 이용(利用)한 지연계수(遲延係數) 계산(計算)은 다소의 차이(差異)가 있었으나 적용가능성(適用可能性)이 있었다. 수분분포곡선(水分分布曲線)으로부터 산출(算出)된 물의 확산계수(擴散係數) $D({\theta})$는 초기수분함량(初期水分含量)에 관계(關係)없이 토양수분함량(土壤水分含量)과 단일지수함수관계(單一指數函數關係)로 표시(表示)되었다. $$log\;D({\theta})=13.448{\theta}-9.288$$ $Cl^-$의 수리동적분포계수(水理動的分布係數)는 수분함량(水分含量) 0.36 이상(以上)에서는 물의 확산계수(擴散係數)와 비슷하였고 그 이하(以下)에서는 급격히(急激)히 감소(減少)하여 수분함량(水分含量) 0.2부근에서 자기확산계수(自己擴散係數)와 비슷한 값을 보였다. $K^+$, $Ca^{{+}{+}}$ 및 $H_2PO^-_4$의 수리동적분산계수(水理動的分散係數)는 수분함량(水分含量) 0.38에서 각각(各各) $5.5{\times}10^{-6}$, $2.4{\times}10^{-6}$ 및 $7.1{\times}10^{-7}m^2/sec$의 값을 보였고 0.36% 이하(以下)의 수분함량(水分含量)에서 급격(急激)히 감소(減少)하였으며 감소(減少) 경향(傾向)은 $H_2PO^-_4$가 가장 심(甚)하였다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제10권4호
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• pp.295-303
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• 2012

한국원자력연구원의 지하처분연구시설인 KURT 주변의 지하수 유동 환경과 관련하여 수집 및 분석된 자료를 바탕으로, 가상의 처분장에서 누출된 방사성 핵종의 이동 현상을 시간 영역(time domain)에서 계산하였다. KURT에서 실시된 현장 시험에서 밝혀진 수리지질학적 특성을 바탕으로 지하수 유동 모의를 실시하였고, 그 결과를 통해 파악된 지하수 유동 경로를 따라 방사성 핵종이 이동하는데 걸리는 시간은 시간 영역에서 용질 이동 모의를 하는 TDRW(Time Domain Random Walk) 방식을 통해 평가하였다. 이류(advection)와 분산(dispersion) 현상 외에 방사성 핵종의 붕괴(decay), 평형 흡착(equilibrium sorption), 암반 기질로의 확산(matrix diffusion) 현상이 용질의 이동 시간에 영향을 주는 것으로 설정되었다. 모의 결과를 통해 방사성 핵종과 지하 매질의 특성에 의한 흡착 현상, 기질 확산 현상이 핵종 이동에 미치는 영향이 분석되었으며, 방사성 핵종의 연쇄 KURT 부지 환경에 위치한 가상의 처분 시설에서 누출되는 방사성 핵종의 이동을 Time Domain에서 해석하는 방법에 관한 연구 반응에 의한 영향도 평가하였다. KURT 부지 환경에서 지표로 유출될 수 있다고 계산된 방사성 핵종의 유출량은 처분장에서 누출될 수 있는 양의 $10^{-3}$배 미만이었고, 암반 기질로의 확산 및 흡착이 고려되면 그 비율이 더욱 낮아졌다. 본 연구에서 사용된 핵종 이동 모의 방법은 방사성붕괴나 흡착, 확산 등 이동 지연 현상을 고려하면서 핵종의 이동 시간을 계산할 수 있어 안전성 평가에서 요구되는 심부 지하에서의 방사성 핵종 이동 관련 자료를 작성하는데 활용될 수 있을 것이다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권2호
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• pp.99-103
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• 2010

다공성 매질상에서 유체와 용질의 이동은 Mobile zone과 Immobile zone으로 분리해서 분석하는 Mobile-Immobile Zone Model을 이용하여 쉽게 현상을 구현할 수 있었으나 본 연구에서는 2차원 4각형태의 pore 상에서 확산주도영역(Immobile zone)으로 들어가고 나오는 용질의 확산에 관한 새로운 Analytic solution을 유도하여 기존 MIM Zone model과 비교 분석하였다. 새롭게 유도된 Analytic solution은 기존의 MIM model 과 비교했을때 충분히 오랜시간이 경과한 후에는 해의 일치를 보이지만 MIM model의 경우 초기 농도값이 주입된 실제 농도보다 약 20 % 낮게 나타난다. Mass-transfer 계수, $\alpha$는 일반적으로 시간의 흐름에 따라 감소하게 되는데 일정 시간이 경과하게 되면 안정화 되고 일정함을 유지하며 그 시간은 무차원으로 약 ${\tau}_0=0.15$이다. 또한 $\alpha$는 분자확산과 비례하며 Immobile 영역의 깊이와 반비례하는 반면 작은 시간이 경과한 후에는 시간에 종속되어진다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제12권6호
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• pp.29-37
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• 2007

먹는물 수질기준(0.3 mg/L)을 자주 초과하는 고농도의 용존 철(Fe)은 특히 국내 충적층 지역 천부 지하수의 개발 이용(특히, 강변여과 적용)을 제한하는 중요한 원인이 되고 있다. 이에 본 연구에서는 반응성용질이동모델링을 이용하여 지하수 내 용존 철을 효과적으로 저감하기 위한 하나의 방법으로서 '산소가 풍부한 물을 대수층에 주입한 후 양수하는 기법의 효용성에 대하여 모사해 보았다. 모사 결과, 산소가 풍부한 물을 주입함으로써 양수된 지하수의 철 농도를 뚜렷이 저감할 수 있으며, 양수량이 주입량에 비해 4배가 되더라도 용존 철의 농도는 먹는물 수질기준 이하로 매우 낮게 유지됨을 보여주었다. 또한, 대수층 내에서의 철수산화물 침전에 의해 야기될 수 있는 크로깅 및 투수율 저하도 미미한 수준인 것으로 평가되었다. 본 논문에서는 주입-양수 기법에 의한 대수층 내에서의 철 저감의 기작과 공간적 규모에 대해서도 토의하였다.

• 대한화학회지
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• 제32권5호
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• pp.458-463
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• 1988

역상 액체크로마토그래피법으로 페놀류에 대한 분리현상을 용해도파라미터이론에 의해 알아 본 결과 예측한 용리거동이 제한된 범위내에서만 일치하고 있었다. 이 용해도 파라미터이론에 의한 용리현상의 설명은 실제 실험의 결과와 상당히 상이하게 나타났고 많은 예외가 있었다. 그러므로 새로운 용질-용매상호작용파라미터 ${\delta}_{im}$ 을 첨가하여 실제 실험값에 가까운 용해도파라미터 이론식으로 수정하였다. 이 새로운 용질-용매상호작용파라미터, ${\delta}_{im}$ 는 용매의 종류, 용매분율과 용질의 구조에 의존하고 있으며 이 파라미터, ${\delta}_{im}$와 혼합이동상의 용해도파라미터, ${\delta}_{im}$ 와는 직선의 관계가 있었다. 이것은 머무름거동을 예측하는데 이전의 Schoenmakers의 식보다 더 좋은 결과로 나타났다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제4권3호
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• pp.111-115
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• 1997

파쇄매질에서 불규칙한 양상의 유체유동과 용질이동의 모의를 위하여 연속체 모델을 대체하는 분리단열망 모델의 이용이 확산되고 있다. 분리단열망 모델은 단열내 유량이 단열 간극의 삼승에 비례한다는 삼승법칙과 매질이 이러한 단열의 통계적 조합으로 구성된다는 가정에 바탕을 두고 있다. 본 연구는 단열교차점에서 삼승법칙의 유효성이 유지될 수 있는가를 평가하기 위하여 경계좌표계 변환법을 이용하여 단열간 교차각과 단열에서 유량분포의 관계를 분석하였다. 단열 교차각의 변화에 따른 유선의 분포에 대한 분석을 통하여 단열의 기하학적 형태가 단열의 유량분포에 영향을 미침을 확인하였다. 따라서, 삼승법칙에 대한 엄밀한 수치적 실험적 검증이 필요하다.

• KSBB Journal
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• 제15권1호
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• pp.60-65
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• 2000

크로마토그래피의 거동을 수치 모사하기 위하여, retention time method와 moment method에 의해 계산된 파라미터들을 흡착 등온선 모델식에 사용하였다. 이 경우, 이론치와 비교하기 위해서 등용매 조건하게 유기산 이온 크로마토그래피 실험을 수행하였고, 크로마토그램의 거동을 설명하는 수학적 모델로 equilibrium-dispersive model을 사용하였다. Moment method에서는 평균체류시간을 나타내는 1차 모멘트, $m^2$1와 분배 계수 K의 관계로 나타낼 수 있으며, 실험을 통해 분배 계수는 쉽게 구해 질 수 있다. 운전 변수의 변화에 따른 크로마토그램의 특성을 살펴보기 위해서 유기산의 농도, 이동상의 유속, 용리액의 이온 강도 그리고 용질의 주입량을 변화시켜 수치모사를 수행하였다. 각각의 조건에 대해서 크로마토그램은 용질의 농도가 증가할수록, 유속이 증가할수록, 이온 강도가 증가할수록 평균 체류 시간이 감소하고 날카로운 피크를 얻을 수 있었으며, retention time method에서 보다 moment method와 data fitting에 의해 계산된 파라미터들이 실험치와 더 잘 일치함을 볼 수 있었다. 본 연구를 바탕으로, gradient 조건에서 유기산에 대한 이온 크로마토그래피의 거동 연구로 확장할 수 있다.